模糊控制系统的新型非线性反馈控制器研究

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1、摘要本文首先介绍了模糊控制理论和非线性控制理论的发展状况，然后提出了作者自己对课题的理解，并提出作者研究的基本思路：结合矩阵论知识，使用模糊控制方法，解决非线性问题。本文对TS模糊模型进行了认真的探索，发现基于此模型的反馈控制器设计全都局限于P状态反馈控制，作者首次对基于TS模糊模型的系统进行了PD状态反馈控制问题的研究，提出了具体的设计方法，并给出了保证设计完成后整个系统稳定的一组充分条件。最后给出了对于一个非线性质量～弹簧一阻尼器系统的应用实例．关键词：模糊控制，非线性系统，TS模型，PD状态反馈，稳定性ABSTRACTThedevelopmentoffuzzycontroltheo

2、ryandnonlinearcontroltheoryisintroducedfirstly．Andthentheauthor’ownunderstandingispresented．Meanwhile，thefundamentalthought：combiningwithmatrixtheory,westudynonlinearproblembyutilizingfuzzycontroltheoryTSfuzzysystemisstudiedandwefotmdoutthatallofrelevantresearchesfocusonlyonthePstatefeedbackcontr

3、oller．Inthispaperweintroducedifferentialstatefeedbackinfuzzysystemforthefirsttimeandanalyzethestabilityofthewholesystemefficiently．ThedesignmethodologyfinallycomesdowntothechoiceofsomecoefficientstosatisfySO·calledY2-condition．Anapplicationexampleonstabilizinganonlinearmass—spring-dampersystemwil

4、lbegiven．IndexTerms：Fuzzycontrol，Nonlinearsystem，T-Smodel，PDstatefeedback，Stabilityanalysis浙江人学硕士学位论文第一章绪论1．J模糊控制的特点及研究意义?泌I。传统的自动控制，包括经典理论和现代控制理论中有一个共同的特点，即控制器的综合设计都要建立在被控对象准确的数学模型(如微分方程、传递函数或状态方程)的基础上，但是在实际工业生产中，很多系统的影响因素很多，十分复杂。建立精确的数学模型特别困难，甚至是不可能的。这种情况下，模糊控制的诞生就显得意义重大，模糊控制不用建立数学模型，根据实际系统的输入输

5、出的结果数据，参考现场操作人员的运行经验，就可对系统进行实时控制。模糊控制实际上是一种非线性控制，从属于智能控制的范畴。模糊控制的优点：(1)模糊控制是一种基于规则的控制，它直接采用语言型控制规则，出发点是现场操作人员的控制经验或相关专家的知识，在设计中不需要建立被控对象的精确的数学模型，因而使得控制机理和策略易于接受与理解，设计简单，便于应用。(2)由工业过程的定性认识出发，比较容易建立语言控制规则，因而模糊控制对那些数学模型难以获取，动态特性不易掌握或变化非常显著的对象非常适用。(3)基于模型的控制算法及系统设计方法，由于出发点和性能指标的不同，容易导致较大差异；但一个系统语言控制规

6、则却具有相对的独立性，利用这些控制规律问的模糊连接，容易找到折中的选择，使控制效果优于常规控制器。(4)模糊控制是基于启发性的知识及语言决策规则设计的，这有利于模拟人工控制的过程和方法，增强控制系统的适应能力，使之具有一定的智能水平。(5)模糊控制系统的鲁棒性强，干扰和参数变化对控制效果的影响被大大减弱，尤其适合于非线性、时变及纯滞后系统的控制。模糊控制的主要缺陷：(1)精度不太高；(2)自适应能力有限；(3)易产生振荡现象。研究意义：目前，模糊控制技术日趋成熟和完善。各种模糊产品充满了日本、西欧和美国市场，如模糊洗衣机、模糊吸尘器和模糊摄像机等等，模糊技术几乎变得无所不能，各国都争先开

7、发模糊新技术和新产品。多年来一直未解决的稳定性分析问题正在逐步解决。模糊芯片也已研制成功且功能不断加强，成本不断下降。直接采用模糊芯片开发产品己成为趋势。模糊开发软件包也充满市场。模糊浙江大学硕士学位论文控制技术除了在硬件、软件上继续发展外，将在自适应模糊控制、混合模糊控制以及神经模糊控制上取得较大发展。随着其它学科新理论、新技术的建立和发展，模糊理论的应用更加广泛。模糊理论结合其它新技术和人工神经网络和遗传基因形成交叉学科神经网络